【以光为基打造全光城市 夯实数字化转型底座】通常意义上，第5代通信技术包含无线网络和固定网络两个组成部分，其中，第5代固定通信网络便是千兆光网。
日前，一年一度的中国国际信息通信展览会在北京召开。作为国内规模最大的信息通信行业盛会，本次大会除了展示5G、人工智能、云计算等技术的最新成果外，千兆光网也成为备受关注的热点。
千兆光网作为支撑社会全面数字化转型的底座，其重要性和赋能效应日渐凸显。今年以来，全国各地大力推进千兆光网融入到智慧城市建设、社会数字化转型，并在政务、金融、医疗、教育等行业领域涌现出了大量的创新应用，呈现出蓬勃发展的千兆光网产业生态。
政策加持 全光城市建设已成共识
如果说无线5G是天上的“一张网”，那么千兆光网便是地上的“一张网”，共同组成“双千兆”网络，利用超大带宽、超低时延、先进可靠等特性，向用户提供移动和固定网络千兆接入，二者互补互促，缺一不可。
在中国国际信息通信展览会上，工业和信息化部信息通信发展司副司长梁斌指出：“以5G、千兆光网为代表的‘双千兆’网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的‘两翼’和‘双轮’，是新型基础设施的重要组成和承载底座。”
得益于《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》等一系列国家政策引领，全光城市建设得到了各地方政府的高度关注，并被纳入各地新型智慧城市建设的整体规划。
北京市“十四五”信息通信行业发展规划明确指出，积极推进千兆固网接入网络建设，开展千兆光纤网络能力升级，推进10G PON OLT设备全面部署，推动全光接入网进一步向用户终端延伸，完善学校、医疗机构等重点场所千兆光纤网络覆盖。北京移动副总经理李长空表示，截至目前，北京移动已经建成超过600个OTN光传送节点，覆盖超过1000栋高端商务楼宇、9000个社区，未来还将进一步拓展，实现北京每万人光节点数量领先的发展目标，满足不同客户对品质专网的快速接入诉求。
山东省出台的“双千兆”网络协同发展的相关方案显示，到2023年底，全面建成高水平“双千兆”网络。其中，10G PON及以上端口占比达40%，每万人拥有的OTN站点数达1.2个，千兆宽带用户数达到500万户，光纤到房间用户数达到35万户。山东联通副总经理崔波认为，“基于全光连接，支撑了城市数据的融合，实现城市智能化能力的提升，已经成为智慧城市发展的主流，打造智慧光云城市，能极大推动个人、家庭、企业的业务体验提升，同时也能推动智慧城市建设。”
海南则依托《智慧海南总体方案（2020-2025年）》，明确要建设高速泛在的基础网络，推进城乡一体化“双千兆网络”建设，打造“万兆光网”示范园区。此外，上海、山西、广东、云南、四川等全国多个地方都明确了打造全光城市的具体目标和政策，可见，建设全光智慧城市已经成为地方促进发展的广泛共识。
应用丰富 有效支撑数字化转型
千兆光网的普及以及全光城市建设催生了广泛的应用场景。中国信息通信研究院总工程师敖立直言：“有线网络是无限的。”不论是to G、to B还是to H，全光网络都担得起赋能千行百业的重任。
时下，全国各地都在推动数字治理，包括引入全光网技术构建统一电子政务网，一网通办、一网统管已经逐步普及。国家信息中心智慧城市发展研究中心主任单志广指出：“未来的发展需要更多地向以人为中心转型，更好地服务市民。”例如广东省中山市通过打造政务网、城市视频网、城市物联网、工业互联网“四网一体，统一管理”的智慧城市“一张网”，满足社会各界差异化的业务需求，实现城市治理精细化，打造智慧城市样板。
千兆光纤“编织”的“一张网”只是全光应用的冰山一角，在工厂园区、垂直行业数字化等场景，千兆光网应用有着更广阔的舞台。
在工业制造场景，千兆光网不仅可以让园区内网络无缝衔接，更能实现跨园区协同；部署场景也很多样：离散制造、智慧矿山、综合管廊以及自动化测试等场景都需要千兆光网加持。“一些固定机床设备的网络连接，可以用千兆光网解决。”敖立指出，工业PON技术已经用了很多，与5G无线技术形成差异化互补。
而在关乎民生的教育领域，从教学、考试到评估、平安校园建设等方面，对千兆光网进校园同样有迫切需求。位于山东省的济南市第一中学的新校区，通过在全校162个教学班铺设全光网络，有效解决教学资源分散、信息共享程度低等现实问题，成为基础教育信息化示范标杆。在医疗行业，通过OTN、WiFi等应用协同建设，为医联体、云灾备等应用提供了大带宽、低时延、高质量的网络服务，保障医疗过程的精准可靠。
单志广指出，全光城市的建设正在给我们的数字化生活带来非常大的变化，支撑着政务、教育、医疗等各种各样的场景。同时，社会仍然在期盼着更多“杀手级”应用的出现，“‘十四五’期间一定会出现大批的我们想象不到的新场景，这些场景将为我们构建智慧城市、数字乡村以及构建未来的智慧社会提供真正的底座和基石。”
以建促用 夯实数字化转型底座
近些年，我国高度重视千兆光网，把推进千兆光网建设、拓展融合应用、全面推动数字化转型作为抢抓战略机遇的重要手段，我国千兆光网发展持续提速，各地“千兆城市”建设稳步推进。
工业和信息化部统计数据显示，截至8月底，我国千兆光网已具备覆盖2.2亿户家庭的能力，提前完成2021年工作目标；1000Mbps及以上接入速率的固定宽带用户规模累计达到1863万户，是2020年底的近3倍。
但值得注意的是，目前一些诸如光通信芯片、光纤滤波器等光通信领域的核心元器件仍存在“卡脖子”问题，产业链短板凸显、区域均衡发展不充分等问题与挑战必须得到重视。
梁斌对推动我国千兆光网产业的发展提出三点期望。一是以建促用，夯实网络底座。加快“千兆城市”建设，发挥中心城市引领带动作用，推动我国千兆光网发展水平整体提升。二是融合创新，赋能千行百业。加快千兆光网应用模式创新，鼓励结合行业需求，通过网络架构创新、运营模式创新，更好地服务行业发展。三是强链补链，繁荣产业生态。加强核心技术研发和标准研制，在超高速光纤传输、下一代光网络技术等方面加大研发投入。
以建促用加快千兆光网产业整体水平提升。虽然千兆光网应用场景正在不断丰富，但是在很多垂直领域仍处在展示“样板房”的初级阶段。下一步，要从“样板房”尽快转变为“商品房”，产业链伙伴齐心协力攻克“卡脖子”问题，加速千兆光网在更多垂直领域落地。单志广表示，希望电信运营商和上下游产业能够进一步发布千兆光网等高品质连接的优势，进一步推进各类数字化技术在智慧城市中的应用创新，结合不同城市发展的差异化定位，打造更多各具特色的智慧城市标杆。
华为光传送领域总裁周军表示，OTN在智慧城市中发挥着非常重要的底座作用。目前全国多个省份已加快推进千兆光网建设，通过采用OTN，打造一个确定性的全光底座，向下激活光缆和机房哑资源，向上支撑政企、家庭、个人等所有业务高品质的发展。全光网已经从传统的基础网、配套网，演进为高品质业务网，满足未来千行百业无限发展的可能，支持数字经济的转型，推动数字经济高质量的发展要求。（记者 赵乐瑄）
日前，一年一度的中国国际信息通信展览会在北京召开。作为国内规模最大的信息通信行业盛会，本次大会除了展示5G、人工智能、云计算等技术的最新成果外，千兆光网也成为备受关注的热点。
千兆光网作为支撑社会全面数字化转型的底座，其重要性和赋能效应日渐凸显。今年以来，全国各地大力推进千兆光网融入到智慧城市建设、社会数字化转型，并在政务、金融、医疗、教育等行业领域涌现出了大量的创新应用，呈现出蓬勃发展的千兆光网产业生态。
政策加持 全光城市建设已成共识
如果说无线5G是天上的“一张网”，那么千兆光网便是地上的“一张网”，共同组成“双千兆”网络，利用超大带宽、超低时延、先进可靠等特性，向用户提供移动和固定网络千兆接入，二者互补互促，缺一不可。
在中国国际信息通信展览会上，工业和信息化部信息通信发展司副司长梁斌指出：“以5G、千兆光网为代表的‘双千兆’网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的‘两翼’和‘双轮’，是新型基础设施的重要组成和承载底座。”
得益于《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》等一系列国家政策引领，全光城市建设得到了各地方政府的高度关注，并被纳入各地新型智慧城市建设的整体规划。
北京市“十四五”信息通信行业发展规划明确指出，积极推进千兆固网接入网络建设，开展千兆光纤网络能力升级，推进10G PON OLT设备全面部署，推动全光接入网进一步向用户终端延伸，完善学校、医疗机构等重点场所千兆光纤网络覆盖。北京移动副总经理李长空表示，截至目前，北京移动已经建成超过600个OTN光传送节点，覆盖超过1000栋高端商务楼宇、9000个社区，未来还将进一步拓展，实现北京每万人光节点数量领先的发展目标，满足不同客户对品质专网的快速接入诉求。
山东省出台的“双千兆”网络协同发展的相关方案显示，到2023年底，全面建成高水平“双千兆”网络。其中，10G PON及以上端口占比达40%，每万人拥有的OTN站点数达1.2个，千兆宽带用户数达到500万户，光纤到房间用户数达到35万户。山东联通副总经理崔波认为，“基于全光连接，支撑了城市数据的融合，实现城市智能化能力的提升，已经成为智慧城市发展的主流，打造智慧光云城市，能极大推动个人、家庭、企业的业务体验提升，同时也能推动智慧城市建设。”
海南则依托《智慧海南总体方案（2020-2025年）》，明确要建设高速泛在的基础网络，推进城乡一体化“双千兆网络”建设，打造“万兆光网”示范园区。此外，上海、山西、广东、云南、四川等全国多个地方都明确了打造全光城市的具体目标和政策，可见，建设全光智慧城市已经成为地方促进发展的广泛共识。
应用丰富 有效支撑数字化转型
千兆光网的普及以及全光城市建设催生了广泛的应用场景。中国信息通信研究院总工程师敖立直言：“有线网络是无限的。”不论是to G、to B还是to H，全光网络都担得起赋能千行百业的重任。
时下，全国各地都在推动数字治理，包括引入全光网技术构建统一电子政务网，一网通办、一网统管已经逐步普及。国家信息中心智慧城市发展研究中心主任单志广指出：“未来的发展需要更多地向以人为中心转型，更好地服务市民。”例如广东省中山市通过打造政务网、城市视频网、城市物联网、工业互联网“四网一体，统一管理”的智慧城市“一张网”，满足社会各界差异化的业务需求，实现城市治理精细化，打造智慧城市样板。
千兆光纤“编织”的“一张网”只是全光应用的冰山一角，在工厂园区、垂直行业数字化等场景，千兆光网应用有着更广阔的舞台。
在工业制造场景，千兆光网不仅可以让园区内网络无缝衔接，更能实现跨园区协同；部署场景也很多样：离散制造、智慧矿山、综合管廊以及自动化测试等场景都需要千兆光网加持。“一些固定机床设备的网络连接，可以用千兆光网解决。”敖立指出，工业PON技术已经用了很多，与5G无线技术形成差异化互补。
而在关乎民生的教育领域，从教学、考试到评估、平安校园建设等方面，对千兆光网进校园同样有迫切需求。位于山东省的济南市第一中学的新校区，通过在全校162个教学班铺设全光网络，有效解决教学资源分散、信息共享程度低等现实问题，成为基础教育信息化示范标杆。在医疗行业，通过OTN、WiFi等应用协同建设，为医联体、云灾备等应用提供了大带宽、低时延、高质量的网络服务，保障医疗过程的精准可靠。
单志广指出，全光城市的建设正在给我们的数字化生活带来非常大的变化，支撑着政务、教育、医疗等各种各样的场景。同时，社会仍然在期盼着更多“杀手级”应用的出现，“‘十四五’期间一定会出现大批的我们想象不到的新场景，这些场景将为我们构建智慧城市、数字乡村以及构建未来的智慧社会提供真正的底座和基石。”
以建促用 夯实数字化转型底座
近些年，我国高度重视千兆光网，把推进千兆光网建设、拓展融合应用、全面推动数字化转型作为抢抓战略机遇的重要手段，我国千兆光网发展持续提速，各地“千兆城市”建设稳步推进。
工业和信息化部统计数据显示，截至8月底，我国千兆光网已具备覆盖2.2亿户家庭的能力，提前完成2021年工作目标；1000Mbps及以上接入速率的固定宽带用户规模累计达到1863万户，是2020年底的近3倍。
但值得注意的是，目前一些诸如光通信芯片、光纤滤波器等光通信领域的核心元器件仍存在“卡脖子”问题，产业链短板凸显、区域均衡发展不充分等问题与挑战必须得到重视。
梁斌对推动我国千兆光网产业的发展提出三点期望。一是以建促用，夯实网络底座。加快“千兆城市”建设，发挥中心城市引领带动作用，推动我国千兆光网发展水平整体提升。二是融合创新，赋能千行百业。加快千兆光网应用模式创新，鼓励结合行业需求，通过网络架构创新、运营模式创新，更好地服务行业发展。三是强链补链，繁荣产业生态。加强核心技术研发和标准研制，在超高速光纤传输、下一代光网络技术等方面加大研发投入。
以建促用加快千兆光网产业整体水平提升。虽然千兆光网应用场景正在不断丰富，但是在很多垂直领域仍处在展示“样板房”的初级阶段。下一步，要从“样板房”尽快转变为“商品房”，产业链伙伴齐心协力攻克“卡脖子”问题，加速千兆光网在更多垂直领域落地。单志广表示，希望电信运营商和上下游产业能够进一步发布千兆光网等高品质连接的优势，进一步推进各类数字化技术在智慧城市中的应用创新，结合不同城市发展的差异化定位，打造更多各具特色的智慧城市标杆。
华为光传送领域总裁周军表示，OTN在智慧城市中发挥着非常重要的底座作用。目前全国多个省份已加快推进千兆光网建设，通过采用OTN，打造一个确定性的全光底座，向下激活光缆和机房哑资源，向上支撑政企、家庭、个人等所有业务高品质的发展。全光网已经从传统的基础网、配套网，演进为高品质业务网，满足未来千行百业无限发展的可能，支持数字经济的转型，推动数字经济高质量的发展要求。（记者 赵乐瑄）
#你不知道的科学那些事儿# 【可见光通信了解一下[来]没有辐射隐忧，使用起来更安全[鼓掌]】可见光即电磁波谱中人眼可以感知的部分，除了提供给人类丰富的色彩世界、照亮夜晚的黑，业已被科研人员逐步发掘出更多潜力，可见光通信便是其中之一。
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
可见光通信技术的原理是将需要传输的信息调制到发光二极管（LED）的驱动电流上，使LED灯具以极高的频率闪烁。
闪烁频率可以躲过人眼，却绕不过光电探测器，后者只需检测到这种高频闪烁携带的通信信息，就可以对LED灯光照射下的电器进行万能遥控，还可以让计算机、手机连接上互联网。
近日，电子科技大学教授巫江与萨里大学、剑桥大学等科研人员共同在《自然—电子》上发表论文，系统论述了有机半导体、胶体量子点和金属卤化物钙钛矿材料的发展，及其LED器件的性能改进和器件创新，探讨了新型光源的带宽调制机理与外量子效率的优化策略，尤其是新型LED光源在片上光互连和Li-Fi（Light Fidelity）等应用场景。
可见光的妙用
谈到无线网，人们更熟悉的是肉眼不可见的电磁波。且不论是2G还是现在的5G，皆由其将移动终端接入互联网。而随着光纤通信的发展，光的传输又重回大众视野。其实，早在19世纪80年代，电话的发明人亚历山大·贝尔就曾提出“光子电话”的概念，即将语音信号调制在太阳光中，可以实现在数百米之外的地方接收并转换回语音信号。这个想法虽然过于“前卫”，但是光能传递信号一事却一直被可见光研究人员铭记于心。
“不论贝尔曾经提出的太阳光传输信号，还是现在的光纤通信乃至可见光通信，原理并无太大差异，都是由发射器发出信息，再由接收器‘翻译’，主要区别只是传输介质不同。”巫江在接受《中国科学报》采访时解释说。发射的信息只有0和1两种状态，但是经过编码的可见光波就可生成不同组合的编码，传递复杂的信息。“如果遮挡光线是0，无遮挡是1，那么可见光在人眼无法捕捉的快速闪烁中就可完成信息传递。”
在中国科学院半导体研究所可见光通信实验室中，一盏暖白色的灯在白天也亮着。它负责的不仅仅是照明，还将房间内的电脑、空调、电视等电器连接在一起，只需呼唤智能音箱，使用者便可借助灯光随意控制房间内任意电器。其秘密就在每个电器终端安装的一个小小接收器上。“你看我用手遮挡接收器时，智能音箱便无法将指令传过来。”中国科学院半导体研究所光电子研发中心研究员陈雄斌在接受《中国科学报》采访时进行了可见光智能家居系统的功能演示和原理讲解。
作为实验室负责人，他早在2008年就开始从事可见光通信技术研究。团队经过夜以继日的攻坚克难，先后在2009年的中国国际工业博览会和2010年的上海世博会上公开展示可见光通信技术研究成果。2017年，通过主持可见光通信国家重点研发计划项目，陈雄斌逐步将可见光通信技术工程化并进行了商业化推广。
在他眼中，可见光通信的劣势也是优势。“很多人担心光线容易被遮挡，影响信号传递，但反过来想，光是直线传播，虽然无法穿透不透明的阻隔，但如果在光线直射下，信号则会更强，而且保密性更佳。甚至即便是充当可见光发射点的两盏很近的灯，也不会互相产生影响，反而会因为两个点直射的信号覆盖范围不交叉而保证了很好的通信信噪比。”陈雄斌认为，可见光通信的信号使用安全性高、可见易控，靠透镜和灯罩就可以灵活控制信号覆盖区域，同时能通过肉眼观察信号覆盖区域，并能有效防止信息泄露，是保障室内人口密集区域通信容量的最佳选择。
就目前研究结论看，LED可见光通信除了信号光源发射功率高的优势外，还可以省去再额外拉线安装互联网接口的麻烦。且相较于电磁波而言，可见光没有辐射的隐忧，使用起来更安全。此外，像医院、核电站和空间站等对电磁干扰有严格限制的场合，可见光通信也能派上用场。由此，可见光通信既解决了无线频谱资源拓展的问题，也解决了能源环保问题。
为什么是LED
既然可见光通信具有独特的优势，那么为何白炽灯年代不推广可见光通信技术，而非得是LED时代呢？受访专家解释说，首先，LED具备多方面的优势，例如使用寿命长、安全可靠以及节能度高等，被普遍认为属于下一代主流照明技术；其次，用固态半导体芯片作为发光材料的LED，更容易被人“控制”。
而让LED成为可见光通信的载体，先要解决的是光信号接收问题。在LED可见光通信系统中，存在着强烈的背景噪声及电路固有噪声的干扰，同时随着传输距离的加大，接收机接收到的信号十分微弱，因此需要更灵敏的接收器，同时要对信号进行前置处理，摒除干扰。
之后需要解决的就是调制、编码以及解调技术问题。目前，LED可见光无线通信系统大多采用强度调制的直接检测非相干系统，编码方式大多为二进制开关键控（OOK）编码，传递效率较低，也可以采用光学组编码形式如脉冲位置调制来达到更高的发送速率。
另外，还需要码间干扰克服技术支持。在室内LED可见光通信系统中，LED光源具有较大的发射功率和宽广的辐射角，光线分布在整个房间。OOK编码器输出的矩形脉冲在传播过程中，由于LED单元灯分布位置不同，以及大气信道中存在的粒子散射，导致了不同的传输延迟。光脉冲会在时间上延伸，每个符号的脉冲将加宽延伸到相邻符号的时间间隔内，产生码间干扰（ISI），此时就需要采用抗扰动滤波器的相关电平编码，降低ISI的影响。
随着研究的深入，除了最初的白光LED，国内外研究人员也对RGB LED、OLED、Micro LED，以及激光灯都进行了相关研究。
陈雄斌开始研究时也曾遇到过灯光闪烁、通信速率低等问题。但在其团队不懈努力下，能用室内照明最常用的荧光型LED做高速可见光通信成为了他们的技术特色。2014年，他们在Optics Express期刊上发表的成果显示，OOK调制速率可达550Mbps；2020年，在荧光型LED为光源、PIN管做探测器的前提下，OOK调制速率达到1.2Gbps、传输距离3.4米时，没加检错纠错时平均误码率1.61×10-5，系统的3dB带宽已经拓展到了498MHz。
未来可期
“随着环保节能减碳日益受到重视，半导体照明的应用也日益广泛。传统LED相对成本较低，虽然目前LED的主要赛道还是显示器与照明器材，但是随着通信技术的积累与材料的拓宽，可见光通信未来的应用场景将越来越广泛。”巫江说。
在论文中，巫江与其他作者设想了几种可见光通信的应用场景。例如，像自动驾驶这样对延时要求严格的短程通信集成组件，或者柔性生物传感器，再或者水下通信，以及用于精确跟踪和定位的物联网传感器和室内数据服务等。“我个人认为，可见光通信将在原来的电磁波无线网技术解决方案基础上提供更多的新内容，是增量的过程，而不是简单地重复现有的技术。”巫江举例说，“不久前郑州遭遇内涝时，基站罢工，手机信号全无，造成出行困难。如果可见光照明可以应用，那么只需要在高楼上安装灯塔就可以作为紧急的数据连接点，用于应急通信。如果遭遇大面积停电，使用无人机替代也可。”
不仅如此，如果将可见光与柔性织物相结合，那么柔性织物在进行显示的同时也可以成为无线网的发射或者接收方。
“既然光能传递信号，那么以后的电视广告，也不再需要在屏幕上显示二维码，有购买需求的观众只需打开摄像头就能自动扫描到电视机背光源传递的隐形产品链接。”陈雄斌说，“我希望可见光通信有更大空间施展拳脚，例如在金属密闭空间内，电磁波因为强反射可能会产生严重干扰，但是可见光不会，希望有机会与有需求的机构合作，拓宽可见光通信的应用范围。”
最后，巫江表示，虽然可见光应用领域广泛，但是信号发射器与接收器等元器件的集成、如何与现有平台更好地融合，以及国际应用标准的建立等都需要时间。https://t.cn/A6IePpxe
【索尼宣布与Discord合作：预计明年初在主机和移动端将两者结合】索尼互娱CEO（Jim Ryan）近日宣布，将与Discord合作将其通信服务与PSN结合在一起，并对其进行了融资，预计将在明年年初将Discord的社区整合进PS社交体系中。Jim Ryan表示：“Discord在全球拥有1.4亿的用户，而索尼一直在追寻的就是如何为玩家带来更好的游戏体验，考虑到需要更完善的游戏社区，故与Discord合作。目前我们目标是在2022上半年让玩家在Discord和PlayStation上都可以使用进化后的社区，让玩家游戏更轻松的同时，也能更愉快的与亲朋好友互动。此外我们还对Discord的H轮进行了融资，在与Discord联合创始人洽谈中也感受到了他们对游戏的热爱，并也渴望以新的方式建立更完善的社区来提高用户的体验，所以我们将一同努力，为全球玩家带来最好的服务。未来几个月还会有新消息放出，敬请期待！”
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